15 物质的磁性

哈尔滨大学理学院理学院§15.1有磁介质存在时的磁场一.磁介质的分类:实验发现：有、无磁介质的螺旋管内磁感应强度的比值，可征它们在磁场中的性质。磁介质的分类：超导体是理想的抗磁体哈尔滨工程大学理学院理学院二.顺磁质和抗磁质磁化的微观机制分子电流所对应的磁矩在外磁场中的行为决定磁介质的特性。1.原子中电子参与两种运动：自旋及绕核的轨道运动，对应有轨道磁矩和自旋磁矩。用等效的分子电流的磁效应来表示各个电子对外界磁效应的总合，称为分子电流、分子的固有磁矩。哈尔滨工程大学理学院理学院2.由于顺磁质和抗磁质电结构不同，导致它们产生磁效应的根源不同。磁介质的电结构：（1）抗磁质的分子磁矩的矢量和是零没有总磁矩。（2）顺磁质分子的这一矢量和不为零，即有固有磁矩。（3）在外磁场中，电子的轨道运动会改变而产生附加磁矩。附加磁矩总和外磁场方向相反。哈尔滨工程大学理学院理学院两种磁介质磁效应的来源： 顺磁质：每个分子都有固有磁矩，在无B0时，由于分子磁矩取向的无规则，所以=0介质处于未磁化状态，在有外磁场时，每个将受到一力矩作用，其趋势使各个转到外磁场方向上去，在一定程度上沿B0排列起来，此种介质,可以忽略，所以B=B0+B’B0.哈尔滨工程大学理学院理学院 抗磁质：每个分子都没有固有磁矩，在无B0时，则有=0，介质处于未磁化状态，在有外磁场时，每个电子都与B0方向反，使整个分子内产生与B0相反的附加磁矩，使B=B0+B’B0哈尔滨工程大学理学院理学院分子圆电流和磁矩哈尔滨工程大学理学院理学院　　考虑到和这些磁矩相对应的小圆电流，可以发现在磁介质内部各处总有相反方向的电流流过，它们的磁作用相互抵消了。但在磁介质表面上，这些小圆电流的外面部分未被抵消，它们都沿着相同的方向流动，这些表面上的小电流的总效果相当于在介质圆柱体表面上有一层电流流过，这种电流叫束缚电流也叫磁化电流。哈尔滨工程大学理学院理学院一.有介质存在时的安培环路定理§15.4磁介质的磁场磁场强度哈尔滨工程大学理学院理学院表述：沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该闭合路径所包围的传导电流的代数和。：H的环流仅与传导电流I有关,与介质无关。(当I相同时，尽管介质不同，H在同一点上也不相同，然而环流却相同。因此可以求场量H，就象求D那样。式中的　称为磁介质的磁导率，Ｈ称为磁场强度。哈尔滨工程大学理学院理学院IR解:磁场分布具有对称性在磁介质中取圆形环路L哈尔滨工程大学理学院理学院磁化曲线装置：环形螺绕环;铁磁质Fe,Co,Ni及稀钍族元素的化合物，能被强烈地磁化实验测量B,如用感应电动势测量或用小线圈在缝口处测量：§15.5铁磁质哈尔滨工程大学理学院理学院磁滞回线--不可逆过程哈尔滨工程大学理学院理学院不同的铁磁质的磁滞回线的形状不同，表示它们各具有不同的剩磁和矫顽力。磁滞回线比较瘦的材料叫软磁材料，比较胖的叫做硬质材料。